CN103361038A

CN103361038A - 一种高温高密度淡水钻井液

Info

Publication number: CN103361038A
Application number: CN2013103145366A
Authority: CN
Inventors: 王中华; 王旭; 胡小燕; 周乐群; 王亚彬
Original assignee: Drilling Engineering Technology Research Institute Of Zhongyuan Petroleum Exploration Bureau Sinopec; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Drilling Engineering Technology Research Institute Of Zhongyuan Petroleum Exploration Bureau Sinopec; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2033-07-24
Also published as: CN103361038B

Abstract

本发明公开了一种高温高密度淡水钻井液，使用钠膨润土0.2%～1.0%、梳型聚合物降滤失剂A0.2%～1.0%、磺化褐煤酚醛树脂B1%～4%、磺化褐煤0.5%～2%、NaOH0.1%～0.5%、重晶石60%～75%、余量为水，按质量百分比混合后经高温老化而得。所形成的高温高密度淡水钻井液抗温达260℃、密度达2.6g/cm³，适用于深井、超深井石油钻探开发技术领域。

Description

一种高温高密度淡水钻井液

技术领域：

本发明涉及一种高温高密度淡水钻井液，属于深井、超深井石油钻探开发技术领域。

背景技术：

随着石油工业的发展和对石油需求的不断增长，油气田勘探开发逐渐动用和开采环境苛刻的油气藏，由浅部地层向深部地层、由浅海向深海转变，难度越来越大，其中一个重要的表现就是井深的增加，而我国未探明石油储量的73%、天然气储量的52%都埋藏在深地层，向深部地层勘探开发已成为必然。随着井深的加深，地层温度、压力都随着提高，因此钻井液就面临着高温、高压的难点，要求钻井液在高温、高密度条件下具有良好的流变性和滤失性。胜科1井井底温度达235℃，泌深1井井底温度236℃；我国南海西部莺琼盆地是很有开发潜力的油气田，南海西部海域已钻多口高温高压探井中最高温度达249℃，最大钻井液密度2.38g/cm³，随着勘探开发的继续转向更深的地层，井底温度可能更高，达到260℃，因此，随着井底温度的增加，对钻井液抗温性要求越来越高，要求钻井液在超高温和超高密度条件下具有较好性能。

近年来在深井、超深井钻井液方面进行了一些工作，但仍出现了抗温能力不足，或高密度条件下钻井液抗污染性差的问题，公开号为CN102086383A的专利公开了高密度水基钻井液，所述处理剂为聚阴离子纤维素，其抗温仅为150℃；公开号为CN101294069A的专利公开了一种超高密度抗高温钻井液，该钻井液既具有聚合物钻井液提高钻速、抑制地层造浆和提高井壁稳定的特点，又具有磺化钻井液良好的热稳定性，高温下良好的流变性和失水量低等优点，钻井液密度最高达3.0g/cm³，但其抗温最高达180℃；公开号为CN102002350A的专利公开了一种超高温水基钻井液，钻井液抗温大于180℃，密度最高达2.3g/cm³。因此，随着钻遇条件日趋复杂，钻井深度的增加，现有钻井液已不能很好的满足深层油气勘探开发钻井作业过程中对温度、流变性和抗污染性的要求。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有钻井液抗温能力不足、高密度条件下抗污染性差的缺陷，提供一种抗高温能力强、可控密度高、抗污染性好的高温高密度淡水钻井液。

本发明是通过下述技术方案加以实现：

本发明由用清水、钠膨润土、梳型聚合物降滤失剂A、磺化褐煤酚醛树脂B、磺化褐煤、NaOH、重晶石按以下质量百分比混合后经高温老化而得，各组分按质量百分比计分别为：

钠膨润土0.2%～1.0%、梳型聚合物降滤失剂A0.2%～1.0%、磺化褐煤酚醛树脂B1%～4%、磺化褐煤0.5%～2%、NaOH0.1%～0.5%、重晶石60%～75%、余量为水，按质量百分比混合后经高温老化而得。

所述的梳型聚合物降滤失剂A为2-丙烯酰氧-2-乙烯基甲基丙磺酸钠、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、丙烯酸、氢氧化钠、过硫酸钾和水的共聚物，各组分按质量百分比计分别为：2-丙烯酰氧-2-乙烯基甲基丙磺酸钠12%～18%、N,N-二甲基丙烯酰胺8%～12%、丙烯酰胺15%～20%、丙烯酸5.4%～14.4%、氢氧化钠3%～8%、过硫酸钾0.05%～0.10%、余量为水。

本发明的有益效果：

本发明的钻井液抗温能力达230℃～260℃，可控密度范围为2.0g/cm³～2.6g/cm³，高温下钻井液具有良好的流变性和高温高压滤失量，较强的抑制性和抗污染能力，抗盐达饱和、抗钙达5500mg/L。

具体实施方式：

梳型聚合物降滤失剂A的合成实施例：

实施例1：

将24g氢氧化钠溶于200mL的水配成溶液，然后在搅拌条件下按照以下依次加入72g2-丙烯酰氧-2-乙烯基甲基丙磺酸钠、44gN,N-二甲基丙烯酰胺、80g丙烯酰胺，43g丙烯酸使其充分反应，调体系的pH值为9，升温至60℃，加入0.4g引发剂过硫酸钾，在搅拌条件下反应45min，得凝胶状或固体状产物，产物在120℃下烘干粉碎，即得梳型聚合物降滤失剂A。

实施例2：

将12g氢氧化钠溶于186mL的水配成溶液，然后在搅拌条件下按照以下依次加入60g2-丙烯酰氧-2-乙烯基甲基丙磺酸钠、40gN,N-二甲基丙烯酰胺、80g丙烯酰胺，21.6g丙烯酸使其充分反应，调体系的pH值为9，升温至60℃，加入0.24g引发剂过硫酸钾，在搅拌条件下反应45min，得凝胶状或固体状产物，产物在120℃下烘干粉碎，即得梳型聚合物降滤失剂A。

其他具体实施例3-6按照表1给出组分进行配制。

表1梳型聚合物降滤失剂A的实施例（单位以质量百分比计）

一种高温高密度淡水钻井液的实施例：

实施例1：

在335mL水中加入9.5g钠膨润土，高速搅拌20分钟，装入密闭容器内室温水化24h，得2.8%钠膨润土基浆；取上述钠膨润土基浆高速搅拌下加入4g梳型聚合物降滤失剂A，高速搅拌20min，再加入18g磺化褐煤酚醛树脂B、12g磺化褐煤和1.5g NaOH，高速搅拌15min，再加入570g重晶石高速搅拌20min，装入老化罐内经260℃/16h得密度为2.0g/cm³的淡水钻井液。

实施例2：

在270mL水中加入7.6g钠膨润土，高速搅拌20分钟，装入密闭容器内室温水化24h，得2.8%钠膨润土基浆；取上述钠膨润土基浆高速搅拌下加入9.5g梳型聚合物降滤失剂A，高速搅拌20min，再加入9.5g磺化褐煤酚醛树脂B、12.45g磺化褐煤和0.95g NaOH，高速搅拌15min，再加入640g重晶石高速搅拌20min，装入老化罐内经230℃/16h得密度2.2g/cm³的淡水钻井液。

其他具体实施例3-6按照表2给出组分进行配制。

表2一种高温高密度淡水钻井液（单位以质量百分比计）

表3具体实施例的钻井液性能指标对比

由表3可知，本发明在高温230℃～260℃、高密度下具有良好的流变性，表观粘度小于110mPa·s，属于较低的滤失量，高温高压滤失量不大于15mL，有较强的抑制性，页岩回收率达90%以上。

Claims

1.一种高温高密度淡水钻井液，其特征是：使用清水、钠膨润土、梳型聚合物降滤失剂A、磺化褐煤酚醛树脂B、磺化褐煤、NaOH、重晶石按以下质量百分比混合后经高温老化而得，各组分按质量百分比计分别为：

钠膨润土0.2%～1.0%、梳型聚合物降滤失剂A0.2%～1.0%、磺化褐煤酚醛树脂B1%～4%、磺化褐煤0.5%～2%、NaOH0.1%～0.5%、重晶石60%～75%、余量为水。

2.根据权利要求书1所述的一种高温高密度淡水钻井液，其特征是：所述的梳型聚合物降滤失剂A为2-丙烯酰氧-2-乙烯基甲基丙磺酸钠、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、丙烯酸、氢氧化钠、过硫酸钾的共聚物，各组分按质量百分比计分别为：2-丙烯酰氧-2-乙烯基甲基丙磺酸钠12%～18%、N,N-二甲基丙烯酰胺8%～12%、丙烯酰胺15%～20%、丙烯酸5.4%～14.4%、氢氧化钠3%～8%、过硫酸钾0.05%～0.10%、余量为水。